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25 de febrero de 2002
En busca del receptor para el quinto sabor
Los seres humanos pueden reconocer cinco sabores diferentes
–amargo, salado, agrio, dulce y umami–. De los cinco, sin
embargo, el umami es el más difícil de describir –
es el sabor asociado con el glutamato monosódico (GMS)–.
Actualmente, unos investigadores han identificado un receptor gustativo
que responde a los aminoácidos, como el glutamato que
está asociado al umami, y esperan desarrollar una
descripción más exacta de los eventos moleculares que
permiten que el cerebro perciba los cinco sabores diferentes.
Gracias al descubrimiento del nuevo receptor, los científicos
han identificado los receptores gustativos para el sabor de los
aminoácidos, de las sustancias amargas y dulces. Dado que muchos
aminoácidos son componentes esenciales de nuestra dieta, este
trabajo también podría ayudar a la comprensión de
cómo los animales, incluyendo los seres humanos, regulan la
ingesta de alimento para lograr una dieta equilibrada. Una mejor
comprensión de los receptores gustativos puede permitir que los
científicos que trabajan en la industria alimenticia, generen
productos nuevos que tengan sabores específicos.
“Dado que los aminoácidos son los ladrillos esenciales con los que se construyen moléculas biológicamente importantes, existe una razón evolutiva para la presencia de una vía gustativa que haga a los aminoácidos atractivos para su consumo”.
Charles S. Zuker
Un equipo de investigación conducido por el investigador del
Instituto Médico Howard Hughes Charles S.
Zuker, quien se encuentra en la Universidad de California, en San
Diego, y Nicholas J. P. Ryba de los Institutos Nacionales de la Salud,
publicó la identificación de un receptor gustativo para
aminoácidos el 25 de febrero de 2002, en una publicación
adelantada de Nature, en Internet.
Los grupos de Zuker y de Ryba habían colaborado previamente
en el descubrimiento de los receptores para el sabor dulce y amargo.
Después de que identificaron esos receptores, se dedicaron a
encontrar un receptor gustativo para los aminoácidos, ya que
pensaban que debería existir alguno, dado que por mucho tiempo
se ha sabido que los seres humanos tienen la capacidad de saborear el
gusto umami del glutamato y de otros aminoácidos. “Dado
que los aminoácidos son los ladrillos esenciales con los que se
construyen moléculas biológicamente importantes, como las
proteínas, podría existir una razón evolutiva para
la presencia de una vía gustativa que haga a los
aminoácidos atractivos para su consumo”, dijo Zuker.
Durante la búsqueda del receptor para los aminoácidos,
los científicos se centraron en los receptores T1R, una familia
de proteínas poco relacionada con los receptores cerebrales que
reconocen al aminoácido glutamato y a sustancias químicas
relacionadas. Se pueden expresar distintas combinaciones de distintos
genes T1R en células, para producir células que
respondan a un sabor específico. Por ejemplo, T1R2 y
T1R3, designados T1R2+3, se combinan para funcionar como un
receptor para el sabor dulce.
Para estudiar varias posibilidades de receptores, los
científicos idearon un método de cultivo de
células humanas, mediante el cual se expresaban combinaciones de
subunidades T1R en células. Esto permitió que los
científicos determinaran cómo respondían a
aminoácidos particulares, las células que tenían
combinaciones distintas de genes T1R.
Utilizando la técnica de cultivo de células, Greg
Nelson, estudiante de doctorado del laboratorio de Zuker,
descubrió que la combinación de T1R1 y T1R3 en las
células, funcionaba como un receptor “modulado
ampliamente” que era estimulado por muchos aminoácidos.
Esta combinación de receptores “T1R1+3” era
altamente selectiva para L-aminoácidos, que se encuentran en la
naturaleza. Los D-aminoácidos, que son imágenes
especulares de los L-aminoácidos y que no se encuentran
naturalmente, no activaron el receptor.
Los científicos también estudiaron si el posible
receptor de aminoácidos, que recientemente habían
identificado, se comportaba de una manera similar a los receptores que
reconocen glutamato. Una característica del sabor umami es que
se incrementa por los nucleótidos purinas, como el IMP. En los
cultivos de células, el IMP incrementó
dramáticamente la respuesta de T1R1+3 a los
aminoácidos.
Luego, los investigadores estudiaron los efectos del IMP en ratones.
Agregaron la sustancia química a las papilas gustativas de los
animales, después agregaron aminoácidos y midieron la
respuesta específica de las fibras nerviosas conectadas a las
papilas gustativas que expresaban T1R1+3. La respuesta de estos nervios
se aumentó enormemente por medio del IMP.
En una serie final de experimentos, Nelson y sus colegas demostraron
que los ratones no saborean algunos edulcorantes artificiales, tales
como el aspartamo y el ciclamato, que los seres humanos pueden
saborear, debido a diferencias que existen entre las secuencias de los
receptores T1R de las dos especies.
“Es importante recalcar esta última pieza del
rompecabezas”, dijo Zuker. “Los cambios en la secuencia de
receptores gustativos parecen ser los responsables de algunas de las
diferencias que existen entre los ratones y humanos, en el
comportamiento de percepción del sabor”.
Según Zuker, el descubrimiento del receptor gustativo para
aminoácidos tendrá implicancias importantes en la
comprensión de la maquinaria gustativa. “Cuando Nick Ryba
y yo comenzamos esta colaboración, hace un poco más de
cuatro años, nuestro objetivo principal era entender cómo
el cerebro reconoce qué es lo que se saborea”, dijo.
“Deseábamos descubrir cómo se activan las
células receptoras del gusto y cómo viajan sus
señales al cerebro para producir percepciones gustativas
específicas”.
“Para lograr eso, primero necesitábamos definir las
distintas modalidades de gusto a nivel celular, para poder entonces
seguir sus mapas de conexión con el cerebro. El objetivo
máximo de este campo ha sido encontrar los receptores, y ahora
que conocemos a los receptores que subyacen a las tres modalidades
—dulce, amargo y aminoácido— podemos comenzar a
trabajar en nuestra primera meta, mapear este sistema para comprender
cómo se codifica el gusto”, dijo Zuker.
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